Vi khuẩn mới gây cháy bìa lá lúa ở Trung quốc (Pantoea ananatis)

Nguồn: Lin Yu, Changdeng Yang, Zhijuan Ji, Yuxiang Zeng, Yan Liang, Yuxuan Hou. 2021. First Report of New Bacterial Leaf Blight of Rice Caused by Pantoea ananatis in Southeast China. Plant Disease Journal; 2021 Jul 28.  doi: 10.1094/PDIS-05-21-0988-PDN. 

Mùa thu 2020, bệnh cháy bìa lá lúa được quan sát trên giống lúa Zhong zao39, Yong you9, Yong you12, Yong you 15, Yong you 18, Yong you 1540, Zhong zhe you 8, Jia feng you 2, Xiang liang you 900 và Jiyou 351 trên ruộng lúa thuộc 17 quận của tỉnh Zhejiang và Quảng Tây, Trung Quốc. Chỉ số bệnh 45%-60%. Đầu tiên, vết bệnh có màu nâu nhạt, vết thẳng, tiết dịch nước trong ở những phiến lá trên cùng, rồi lan rộng xuống dưới mép lá, làm cho lá bị cong và cháy bìa lá xảy ra từ đẻ nhánh tích cực cho đến khi lúa chín. Triệu chứng bệnh được nghi là do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), đối tượng gây bệnh bạc lá lúa. Người ta phân lập 63 isolates từ những lá lúa bệnh trên đồng ruộng (Hou et al. 2020). Những mẫu phân lập này thoạt tiên có hình tròn, viền mềm mại, hình thành những colonies màu vàng khi cấy trên môi trường peptone sugar agar (PSA) trong vòng 24 giờ ở 28℃. Những tế bào vi khuẩn này thuộc gram âm có dạng hình roi với 3 peritrichous flagella; phản ứng tích cực với catalase, indole, glucose lên men và citrate, phản ứng tiêu cực với oxidase, alkaline, phenylalanine deaminase, urease, và phản ứng nitrate reductase. Trình tự phân tử 16S rRNA được phân tích từ 6 mẫu phân lập (FY43, JH31, JH99, TZ20, TZ39 và TZ68) cho thấy có những đoạn khuếch đại giống đến 98% con vi khuẩn Pantoea ananatis kiểu chủng nòi LMG 2665T (GenBank JFZU01). Minh chứng sâu hơn con  P. ananatis trên tất cả mẫu phân lập thông quan phương pháp xem xét đoạn phân tử của 3 gen mang tính chất housekeeping bao gồm gen gyrB, leuS và rpoB từ 6 isolates nói trên, đoạn phân tử được khuếch đại và giải trình tự, kết quả cho homology (trình tự đồng dạng) cao nhất đối với LMG 2665T,  giá trị tương đồng là 95%-100%. Những cặp primers (Brady et al. 2008) và số mẫu của ngân hàng GenBank có dữ liệu trình tự tham chiếu từ 6 isolates đã được người ta liệt kê thàng bảng danh sách rõ ràng. Phân tích di truyền theo cây phả hệ của gyrB, leuS và rpoB trên cơ sở chuỗi trình tự cho thấy 6 isolates này thuộc cùng một cluster di truyền một nhánh ổn định của vi khẩun P. ananatis. Cơ sở dữ liệu về hình thái học, sinh lýa học, sinh hóa học và sinh học phân tử cho thấy các isolates này được xác định là  P. ananatis. Xét nghiệm phát sinh bệnh học, huyền phù vi khuẩn ở nồng độ 10⁸ CFU/mL được chủng vào phiến lá đòng (giống Zhongzao39) ở giai đoạn đẻ nhánh muộn, phương pháp cắt lá co chứa dịch vi khuẩn. Đối chứng là nước cất. Lá lúa bị cắt biểu hiện vết bệnh sau 3 – 5 ngày sau khi chủng (DAI); vết bệt phát triển dài về phía dưới và có màu nâu nhạt. Vào thời điểm 14  ngày sau chủng, cháy bìa lá có triệu chứng giống như bệnh bạc lá thông thường xảy ra ở Zhejiang và Jiangxi. Trái lại, cây đối chứng vẫn khỏe mạnh không có triệu chứng gì. Nghiệm thức chủng P. ananatis được tiến hành theo các bước của định đề Koch. Thập niên qua, P. ananatis đã được báo cáo là có gây ra triệu chứng làm biến màu hạt lúa ở Hangzhou, TQ (Yan et al. 2010) và kích hoạt bệnh bạc lá khi so sánh với nghiệm thức xử lý Enterobacter asburiae ở tỉnh Sichuan (Xue et al. 2020). Tuy nhiên, cái tốt nhất cho kiến thức: đây là báo cáo đầu tiến về vi khuẩn P. ananatis tác nhân của bệnh bạc lá lúa ở vùng đông nam Trung Quốc.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34319767/

Bản đồ QTL về tính kháng bệnh thối rễ đậu Hà Lan

Nguồn: Longfei Wu, Rudolph Fredua-Agyeman, Sheau-Fang Hwang, Kan-Fa Chang, Robert L. Conner, Debra L. McLaren & Stephen E. Strelkov. 2021. Mapping QTL associated with partial resistance to Aphanomyces root rot in pea (Pisum sativum L.) using a 13.2 K SNP array and SSR markers. Theoretical and Applied Genetics September 2021; vol. 134: 2965–2990

Một QTL chủ lực và ổn định đã được thực hiện trên bản đồ di truyền trong vùng có kích thước phân tử 20.0 cM trên nhiễm sắc thể 4, điều khiển tính kháng bệnh do nấm Aphanomyces euteiches. Bệnh ARRA (Aphanomyces root rot) thối rễ đậu do Aphanomyces euteiches Drechs., gây ra. Đây là bệnh phát sinh trong đất (soilborne disease) trồng đậu Hà Lan (Pisum sativum L.). Không có vật liệu cho gen kháng hoàn toàn bệnh này trong ngân hàng gen cây đậu Hà Lan, chiến lược quản lý bệnh ARR dựa trên cơ sở di truyền tính kháng từng phần (partial resistance) và xử lý thuốc diệt nấm. Theo nghiên cứu này, người ta sử dụng quần thể con lai cận giao tái tổ hợp F₈ với 135 cá thể từ cặp lai ‘Reward’ (nhiễm) × ‘00-2067’ (chống chịu). Đánh giá kiểu hình phản ứng với bệnh ARR trong nhà kính  với nấm A. euteiches mẫu phân lập Ae-MDCR1 và điều tra trên đồng ruộng 2 năm tại Morden, Manitoba. Tính trạng thối rễ nặng,  khối lượng lá, cường lực cây và chiều cao được sử dụng làm biến số nói lên tính chống chịu với ARR. Đánh giá kiểu gen được thực hiện với bộ array 13.2 K chỉ thị phân tử SNP và 222 chỉ thị phân tử SSR. Phân tích thống kê cơ sở dữ liệu kiểu ở mức độ ý nghĩa P < 0.001 và tương tác kiểu gen x mội trường ở mức độ P < 0.05. Sau khi sàng lọc, 3050 (23.1%) chỉ thị SNP và 30 (13.5%) chỉ thị SSR được sử dụng để phân tích bản đồ liên kết (linkage map), 2999 chỉ thị phân tử (2978 SNP + 21 SSR) phủ trên chín LGs (linkage groups) đại diện cho bảy nhiễm sắc thể của hệ gen đậu Hà Lan. Bản đồ QTL xác định 8 QTL major-effect (R² > 20%), 13 QTL moderate-effect (10% < R² < 20%) và 6 QTL minor-effect (R² < 10%). Vùng gen đích trên nhiễm sắc thể 4, được thu hẹp gọn lại bởi chỉ thị SNP PsCam037549_22628_1642 và PsCam026054_14999_2864, đây là vùng ổn định nhất đáp ứng với kết quả kháng từng phần (kháng không hòa toàn) đối với mẫu phân lập nấm A. euteiches đó là Ae-MDCR1. Những vùng khác trong genome biểu hiện tính kháng được tìm thấy trên nhiễm sắc thể 5, 6 và 7.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-021-03871-6

Bắp giàu astaxanthin và sản xuất trứng “biofotified” chất lượng cao

Nguồn: Xiaoqing Liu, Xuhui Ma, Hao Wang, Suzhen Li, Wenzhu Yang, Ramdhan Dwi Nugroho, Lili Luo, Xiaojin Zhou, Chaohua Tang, Yunliu Fan, Qingyu Zhao, Junmin Zhang, Rumei Chen. 2021. Metabolic engineering of astaxanthin-rich maize and its use in the production of biofortified eggs. Plant Biotechnology Journal; 29 March 2021; https://doi.org/10.1111/pbi.13593

Sản phẩm giàu chất carotenoid astaxanthin, được áp dụng rộng rải trong lương thực và thực phẩm nhờ bản chất hoạt động mạnh mẽ của “antioxidant” và màu hạt. Điều này rất kém trong loài mễ cốc so với những cây mô hình khác. Ở đây, tác giả báo cáo một chiến lược mới đối với phổ thể hiện β-carotene ketolase và hydroxylase genes từ tảo, nấm men và cây hiển hoa cho sản phẩm là hạt sử dụng promoter có tính chất seed-specific bidirectional. Giống bắp do kỹ thuật di truyền tạo nên cho ra cây sự kiện được hồi giao với dòng bắp cận giao có nội nhữ màu vàng, nhằm tạo ra dòng con lai tích thụ nhiều chất astaxanthin hàm lượng 47.76 - 111.82 mg/kg DW trong hạt bắp, hàm lượng tối đa cao hơn gấp sáu lần những báo cáo trước đây (16.2–16.8 mg/kg DW) trong loài mễ cốc. Nghiệm thức cho gà đẻ trứng ăn hạt bắp này chỉ ra rằng chúng có thể hấp thu lượng astaxanthin từ hạt bắp rồi tích tụ vào lòng đỏ trứng (12.10–14.15 mg/kg) mà không ảnh hưởng gì đến sản lượng trứng và phẩm chất trứng, giống như quan sát nghiệm thức sử dụng astaxanthin từ Haematococcus pluvialis. Phân tích đánh giá tính ổn định khi tồn trữ cho thấy điều kiện tối hảo cho tồn trữ dài hạn hạt bắ giàu astaxanthin là 4 °C trong tối. Nghiên cứu cho thấy: đồng biểu hiện gen chức năng được điều hành bởi promoter có tính chất seed-specific bidirectional  có thể thúc đẩy đáng kể sinh tổng hợp astaxanthin ở mọi nơi trong hạt bắp bao gồm phôi mầm, tầng aleurone và nội nhũ tinh bột nhiều hơn các báo cáo trước đây chỉ có trong nội nhũ tinh bột mà thôi. Giống gbắp phát triển ổn định tương lai có thể là nhà máy rẻ tiền những sản xuất đáng tin cậy hàm lượng astaxanthin.

Xem: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13593

Gen BnA1.CER4 và BnC1.CER4  của Brassica napus

Nguồn: Jie Liu, Lixia Zhu, Benqi Wang, Huadong Wang, Imran khan, Shuqin Zhang, Jing Wen, Chaozhi Ma, Cheng Dai, Jinxing Tu, Jinxiong Shen, Bin Yi & Tingdong Fu. 2021. BnA1.CER4 and BnC1.CER4 are redundantly involved in branched primary alcohols in the cuticle wax of Brassica napus. Theoretical and Applied Genetics September 2021; vol. 134:3051–3067

Những đột biến gen BnA1.CER4 và BnC1.CER4 sản sinh ra kiểu hình biến dạng lớp sáp tầng cu tin, làm thay đổi thành phần của biểu bì chống thấm và tính kháng hạch nấm sclerotium. Bề mặt tiếp xúc không khí của thực vật được bao bọc bằng tầng cuticle, có cutin và sáp, mang tính chất kỵ nước (hydrophobic) làm rào cản sự mất nước và xâm nhập nước không mong muốn. Tuy nhiên, cơ chế này với thành phần của lớp cuticle vẫn chưa được biết rõ đối với cây cải Brassica napus L. Do đó, người ta phải đánh giá lại trong báo cáo này. Gen BnA1.CER4 và BnC1.CER4, mã hóa fatty acyl-coenzyme A reductases định vị tại màng võng nội chất (endoplasmic reticulum) và thể hiện mạnh mẽ trên lá, chúng được phân lập thành công và định tính chức năng của gen. Biểu hiện gen BnA1.CER4 và BnC1.CER4 cDNA trong nấm men (Saccharomyces cerevisiae) kích hoạt sự tích tụ alcohols sơ cấp với chiều dài chuỗi nhánh là 26 carbons. Dòng đột biến Nilla glossy2 biểu hiện tầng sáp bị suy giảm (kiểu hình wax crystal), và thành phần chất sáp được phân tích cho thấy mức độ alcohols phân nhánh sơ cấp cũng giảm, trong khi đó, nhánh khác tăng. Phân tích sâu hơn cho thấy đột biến này làm giảm áp suất nước (water retention) nhưng làm tăng cường tính kháng  với hạch khuẩn Sclerotinia sclerotiorum. Như vậy, các gen BnA1.CER4 và BnC1.CER4 là gen mã hóa  fatty acyl-coenzyme A reductase của cây cải B. napus xu hướng ưa thích những cơ chất có phân nhánh mà nhánh ấy tham dự vào sinh tổng hợp anteiso-primary alcohols.

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-021-03879-y

Hình: Brassica napus.